Толщина сварного шва гост

ГОСТ на сварные швы был издан в Советском Союзе в 1980 году и имеет номер 5264. Этот стандарт является действующим. В нем описываются ручная дуговая сварка, сварные соединения, а также основные типы, конструктивные элементы и размеры. При этом стандарт не распространяется на сварные соединения трубопроводов из стали, которые регулируются другими нормативами. Рассмотрим, в чем заключается данный стандарт и как он регулирует изготовление соединений.

Предмет ГОСТ

ГОСТ на сварные соединения устанавливает основные виды, конструктивные элементы и параметры сварных соединений из сталей и сплавов на основе никеля и железоникелевого сплавов с применением ручной дуговой справки. Сварные швы ГОСТ и их основные виды должны соответствовать первой таблице стандарта. А конструктивные элементы и их соединения соответствовать таблицам под номерами со 2 по 54. Он позволяет применять основные типы сварных соединений при сварке электродной проволокой в двуокиси углерода диаметром от 0,8 до 1,4 миллиметра. Также допускается увеличение по размерам швов на 30 процентов, отклонения кромок могут иметь значения до 5 градусов в ту или иную сторону с соответствующим изменением ширины шва.

Первая таблица стандарта

В первой таблицы стандарта ГОСТ на сварные швы указываются основные типы соединения. В стандарте указываются следующие соединения:

1. Стыковое и его подвиды.
2. Угловое со скосами и без скоса.
3. Тавровое соединение.
4. Нахлесточное.

Каждое из них, за исключением нахлесточного, имеет более десятка подвидов. Каждое из них имеет кодовое обозначение начиная с С1. Далее в таблице указывается форма подготовленных кромок и характер сварного шва. После этого идет форма поперечного сечения, указана толщина свариваемых деталей. Немного подробнее рассмотрим таблицу под номером один.

Форма подготовленных рамок

Стыковое имеет несколько видов форм. С1 и С28 производятся с отбортовкой кромок и ее односторонней разновидностью. Без скоса кромок, в том числе с последующей дорожкой, идут конструкции с С2 по С6. Скос одной кромки с толщиной соединения до 60 миллиметров присущ конструкциям под кодами С8-С12. Нахлесточное соединение имеет только одну форму, а именно без скоса рамок. Кроме того, для соединений имеются скосы криволинейные, ломаные, двумя симметричными скосами, в том числе ломаными и криволинейными одной и обеих кромок.

Характер сварного шва

Что касается характера шва, то здесь есть некоторые нюансы. Стыковое имеет односторонний и двухсторонний характер, но при этом немало подвидов. Среди них перечислим некоторые:

• Простые односторонние;
• Простые двухсторонние;
• Замковые;
• На съемной и остающейся подкладке.

Большинство элементов свариваются как односторонние и двухсторонние. Для некоторых из них необходимо тщательно подбирать виды сварки и соответствующую толщину. Вся подробная информация изложена в стандарте и для каждого описывается нужный вариант и соответствующие формы и кромки.

Что пишется в остальных таблицах

Далее идут таблицы со 2 по 54. Каждая из них устанавливает номер сварного соединения, конструктивные элементы, размеры детали и их отклонения. Число пунктов, в которых описываются размеры, варьируется от 2 до 10 и более. Показаны изображения подготовленных кромок и сварного шва, проставлены все необходимые обозначения, включая штриховку материала.

Примечательна таблица под номером 55. Здесь указываются толщина тонкой детали и разность толщин деталей. Согласно ГОСТу, в зависимости от размера детали, разность должна находиться в диапазоне от 1 до 4 миллиметров. Осуществление плавного перехода производят с помощью наклонного расположения поверхности шва. При превышении разности между деталями, на той, которая имеет большую толщину, необходимо сделать скос односторонний или двухсторонний до толщины тонкой детали. Конструктивные элементы подготовленных кромок и размеры шва после сварки должны выбираться по меньшей толщине.

После всех таблиц идут приложения в количестве трех штук. Первое описывает предел текучести свариваемой стали в Мегапаскалях и катет углового шва для более толстого элемента. При этом минимальное значение катета не должно превышать толщину более тонкого элемента более, чем в 1,2 раза.

В приложениях 2 и 3 подробно расписано про катет углового шва, включая предельные отклонения от номинального значения, катет для отношения между временными сопротивлениями разрыву металла шва и основного металла. Указаны рекомендованные значения.

ГОСТ, описывающий параметры сварки, сварные швы и конструктивные элементы, является важным документом. С его помощью контролируется процесс производства, подбираются конструкции и детали по толщине. Эта книга является обязательной для сварщика и похожих профессий, так как ее применение гарантирует качественную и надежную сварку.

В производстве металлоконструкций и автомобилей с большим весом сварные соединения должны выдерживать высокие нагрузки. Спай будет качественным только в том случае, если перед началом работ точно рассчитаны все параметры. Один из важных показателей – катет шва (К). Это одна из сторон самого большого условного треугольника с равными боками, который возможно вписать в поперечное сечение соединения (ГОСТ Р ИСО 17659-2009, вступивший в силу 01.07.2010 г). Ее можно измерить или рассчитать, базируясь на размеры свариваемых элементов.

Расчет катета по толщине металла

Выбирая длину стороны треугольника, учитывается размеры заготовок, положение и вид спая. Подбор осуществляется для каждого элемента, но учитываются общие принципы. В домашнем хозяйстве можно использовать шаблон для измерения.

Чтобы соединение было достаточно прочным, обе одинаковые стороны треугольника должны иметь одинаковую длину (если элементы расположены под углом 90 о ).

Соединения могут быть:

• стыковые (без скоса кромок, с односторонним, с V-образным, X-образным, криволинейным скосом);
• торцевые;
• внахлест;
• угловые (угол от 30 о , односторонние, двусторонние без скоса кромок, с одним или двумя скосами);
• тавровые (угол острый или прямой, односторонние, двусторонние, без скоса кромок, с одним или двумя скосами).

Расчет длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла возможен для трех видов швов: угловых, тавровых, внахлест.

Расчет длины катета шва, исходя из толщины металла, требуется на промышленном производстве, так как от этого показателя зависит прочность спая, расход сварочной проволоки, ее диаметра (чем длиннее сторона треугольника, тем толще проволока).

Важно! Если сторона треугольника слишком длинная, увеличивается объем жидкого металла (из-за большой площади нагрева) и расход присадки, готовое изделие может деформироваться.

Катет важен так же, если свариваются элементы различных размеров (расчеты производятся, базируясь на меньший показатель).

Формула расчета

Объем наплавленного материала равен квадрату катета. Например, если К увеличивается на 1 мм при длине спая 10 мм, расход проволоки увеличивается на 20%.

Для соединения внахлест материалов с толщиной до 4-х мм К=4. Если показатель больше, нужно взять 40% толщины и приплюсовать 2 мм.

Угловые сварные соединения бывают:

• нормальные (без выпуклости и вогнутости) — К равен толщине металла;
• вогнутые — К=0,85;
• выпуклые — К= s×cos45°, где s – ширина спая, cos45°=0,7071;
• специальные (треугольник не равнобедренный).

При расчете длины катета сварного шва в зависимости от толщины металла формулы недостаточно — важен способ сварки и текучесть свариваемого металла.

Полученный результат необходимо сверить с требованиями ГОСТ 11534-75 и ГОСТ 5264-80 или справочными материалами.

При проведении сварочных работ в домашнем хозяйстве достаточно установить сторону треугольника, превышающую толщину на 1-1,5 мм, или определить показатель по таблице. Существуют правила, которые необходимо соблюдать всегда. К должен быть меньше, чем толщина самого тонкого элемента, умноженная на 1,2. Протяженность спая должна быть меньше, чем К*4.

Расчет катета для шва 1м

На практике все расчеты достаточно условные, так как базируются на предпосылках:

• нагрузка распределяется равномерно по всей длине наплавленной присадки;
• разрушение возможно только по слою присадки, равному 0,7 К.

Цель проектировочных расчетов – определить оптимальный размер спая для определенного показателя растяжения и осевого напряжения.

Оптимальная протяженность наплавленной присадки по нагрузке на растяжение определяется по формуле:

L – протяженность спая;

F – планируемая реальная нагрузка на соединение;

ρ – допустимая нагрузка на соединение.

Оптимальная протяженность по осевому напряжению:

Из этой формулы можно вывести формулу для расчета К при протяженности наплавленной присадки 1 м:

Это значит, что К полностью зависит от величины допустимой нагрузки.

Допустимые нагрузки на сжатие, растяжение и срез для различных методов сварки определены в специальных таблицах.

При разработке проектной документации:

• выбирается метод сварки, вид сварки, марка электрода (проволоки);
• определяют нормативную допустимую нагрузку;
• рассчитывают длину спая на растяжение и осевое напряжение;
• создают чертеж соединения;
• уточняют технические характеристики и размеры свариваемых элементов.

При разработке проектной документации сварки определение точной величины катета шва от толщины металла и оптимальной длины спая проводится с целью повысить качество работ и минимизировать их себестоимость. Важно получить прочные и надежные соединения при минимальных затратах. Особенно важен этот показатель на больших промышленных предприятиях, изготавливающих металлоконструкции, которые должны выдерживать во время эксплуатации повышенные нагрузки.

Ручная дуговая сварка труб остается одним из самых распространенных способов монтажа трубопроводных систем, являющихся как самостоятельными транспортно-распределительными сетями, так и компонентами технологического оборудования. Высокое качество стыков трубопроводных комплексов — это залог их безопасного функционирования.

Способы сварки, типы стыков, геометрические параметры и типовые размеры, а также способы разделки кромок — все это регламентировано в ГОСТ 16037-80 ручная дуговая сварка соединения сварные. Строгое соблюдение требований стандарта при проектировании, формировании технологического процесса и выполнении сварки стальных трубопроводов обеспечивает должный уровень качества.

Условные обозначения соединений

В стандарте описаны три типа сварных соединений трубопроводов:

• стыковые, обозначаются литерой С
• угловые, литерой У
• нахлесточные, обозначаются литерой Н.

Внутри каждого типа актуальный стандарт детализирует множество подтипов в зависимости от:

• вида сварного шва;
• числа сторон проварки;
• конфигурации подкладки;
• ее съемности;
• без скоса, со скосом одной или двух кромок;
• формы сечения кромок
• формы сечения шовного материала
• способа сварки;
• толщины стенок;
• диаметра трубы.

Пример обозначения типа С13.

В условное обозначение, кроме типа, входит признак замкнутости линии, способ сварки, параметры катета и вспомогательные символы. В соответствии с ГОСТ 16037 80 используется сварка аргоном, под флюсом и газом. Работа в атмосфере защитных газов может выполняться как плавким, так и неплавким электродом. Обычно трубы выполняют из углеродистой стали. Для работы в агрессивных средах применяют нержавеющие сплавы. Реже используются сплавы цветных металлов.

Конструктивные элементы и размеры кромок заготовок и шва

Сварка труб ГОСТ 16037-80 подразумевает следующие основные элементы:

• s: толщина заготовки;
• b: расстояние между кромками заготовок;
• e: ширина шва;
• g: его выпуклость;
• а –общая толщина шва;
• с -притупление кромки;
• В –глубина нахлеста;
• K — катет углового шва;
• Dn – общий диаметр трубы;
• f – размер фланцевой фаски.

Типы сварных швов

Стыковые швы используются при сварке кольцевых стыков труб в соответствии с ГОСТ. Такие соединения обозначаются С1-С53

Они выполняются одно- и двухсторонними, с прямолинейным и закругленным скосом кромок и с расточкой.

В односторонних швах может быть предусмотрена съемная или остающаяся подкладка, а также расплавляемая вставка.

Соединения секторов на повороте трубопровода выполняется со скосом кромок и обозначаются С54-С55.

Соединения фланца и трубопровода обозначается как С56

Пример обозначения углового соединения типа У2.

Угловые швы обозначаются У5-У21, нахлесточные Н1-Н4

Таблица размеров катета шва

Значения катетов шва в зависимости от типа шва, расстояния между кромками, сварочного метода и размера фланцевой фаски сведены в таблицы для каждого типа отдельно.

Таблица размеров катетов для У21.

Разделка труб под сварку

ГОСТ регулирует виды и характеристики подготовки к сварным работам для различных типов соединений:

Перед началом сварочных работ необходимо проводить подготовку. В нее входит:

• механическая зачистка, выполняется с целью удаления пыли, следов коррозии, оксидной пленки;
• химическая обработка, для удаления масложировых пятен и окисной пленки;
• разделка кромок.

Разделка проводится с помощью механической обработки кромки. При монтаже трубопроводов она выполняется специальными машинами. Во время ремонтных работ допускается выполнение разделки с помощью угловых шлифмашин.

Разделка кромок выполняется при толщине заготовок от 4 мм.

Для угловых соединений под отводы выполняют скашивание одной или обеих кромок под углом 45 о .

Стыки на трубопроводах подразделяются на поворотные и неповоротные.

Сварка стальных трубопроводов ГОСТ 16037 рекомендует применять по возможности поворотные стыки. Они варятся в наиболее удобном и выгодном нижнем сварочном положении, разделка кромок для него выполняется одинаково по всему периметру стыка.

Неповоротный стык приходится варить во всех сварочных положениях, переходящих одно в другое по мере продвижения по шву вокруг трубы.

Разница между толщиной стенок соединяемых встык труб не должна быть более 10% и не превышать трех миллиметров. При этом ширина зазора должна быть постоянной по всему стыку и находиться в переделах от 2 до 3 мм.

Перед основной электродуговой сваркой торцы труб прихватывают друг к другу:

• трубы до 300 мм в диаметре: 4 прихватки;
• свыше 300 мм- равномерно через каждые 200-300 мм.

Трубы с толщиной стенок 12 мм и более проваривают в три приема. На первом этапе формируют корень шва в виде валика с возвышением 1,5-3 мм, равномерно распределенного по длине стыка. Электрод при этом следует вести возвратно-поступательно.

Фаски под сварку

При соединении толстых трубных заготовок сформированный шов следует делать толще, чем сама деталь. Для формирования соединения с заданными геометрическими параметрами требуется выполнить разделку кромок, сняв фаску. После этого электроду будет обеспечен доступ для качественной проварки шва на всю глубину.

Основными параметрами фаски являются:

• Зазор b. расстояние меду заготовками, до 2-3 мм.
• Притупление C. Не скошенная часть кромки. ее оставляют, чтобы снизить вероятность прожога корня шва..
• Угол скоса β. При двусторонней разделке острый угол принимает значения 15-30 о, при односторонней- до 45о.
• Угол разделки α. Тупой угол равен двойному значению угла скоса, обеспечивает должный доступ к корню шва для сварочного оборудования.

Параметры фаски.

Если значение притупления невелико или его вовсе нет, то прожог предотвращают такими методами, как:

• использование подкладок, препятствующих вытеканию расплавленного металла;
• сварка на флюсовой подушке;
• предварительное подваривание;
• выполнение замка.

Технологам следует обращать особое внимание на корректный расчет и соблюдение оптимальных значений параметров разделки. Это позволяет снизить трудоемкость, экономно расходовать материалы и сохранять контроль над себестоимостью.

При подготовке стыковых соединений вид фаски зависит от толщины деталей:

• 3-25мм: одностороння фаска;
• 26-60мм: двухсторонняя;

Для угловых устанавливаются следующие границы:

• 3-20мм: одностороння;
• 21-50 мм: двухстороння.

Исходя из геометрической формы профиля поперечного сечения, выделяют такие типы разделки:

• обычный скос, профиль представляет собой трапецию,
• Х-образная, два скоса сделаны навстречу друг другу таким образом, что профиль поперечного сечения двусторонней разделки визуально напоминает очертания буквы Х;
• U-образная, профиль поперечного сечения криволинейный и напоминает очертания буквы U.

ГОСТ на сварку труб рекомендует применять U-образную разделку при больших толщинах заготовок, с целью снизить площадь сечения шва и, следовательно, снизить расход материалов и повысить скорость работы.

Форму разделки выбирают, руководствуясь толщиной труб:

• 3-25мм: Х-образная или V–образная;
• 26-60мм- U–образная;
• более 60 мм- специальные формы.

Они представляют собой:

• уступы;
• сложные криволинейные профили, призванные сохранить доступ электрода к корню шва и понизить площадь поперечного сечения.

Для разделки используются следующие способы:

1. Газовый резак. Характеризуется низкой точностью и недостаточным качеством поверхности. Требует дополнительной обработки механическими способами.
2. Мехобработка. Строгальная или фрезерная обработка дает достаточную чистоту и форму поверхности. Долбежная обработка также требует финишной мехобработки.

При разделке кромок труб большого диаметра используются специальные торцовочные аппараты. Во время ремонтных работ на магистралях отопления разделка часто выполняется вручную шлифмашинами.

Заключение

ГОСТ на сварку трубопроводов – важный регламентирующий документ, устанавливающий условия на подготовку и проведение работ. Он определяет методы сварки, типы соединений, статус разделки и конструктивные параметры для каждого из них. Трубопровод служит не один год. Он также должен выдерживать давление жидкости или газа. Строгое соблюдение требований гост 16037 на сварку трубопроводов необходимо для обеспечения прочности, долговечности и герметичности сварных соединений.